RAID-Datenrettung: Erklärung, NAS, Software- und Hardware-RAID • Datarecuperatie

Was ist RAID?

RAID (Redundant Array of Independent Disks) verteilt Daten auf mehrere Festplatten, die zusammen als ein Volume arbeiten. Je nach Level bringt das mehr Geschwindigkeit, mehr Schutz vor einer defekten Festplatte, oder beides.

Dieser Schutz beruht auf Redundanz: einer Kopie der Daten (Spiegelung, Mirroring) oder einem berechneten Prüfwert (Parität, Parity), aus dem sich der Inhalt einer ausgefallenen Festplatte neu berechnen lässt.

RAID ist kein Backup. Es schützt vor dem Ausfall einer Festplatte, nicht vor gelöschten Dateien, Ransomware, einem defekten Controller oder einem Fehler beim Wiederaufbau (Rebuild).

Die gängigen RAID-Level

Jedes Level ist ein Kompromiss zwischen Geschwindigkeit, Kapazität und Schutz.

Level	Funktionsweise	Min. Platten	Darf ausfallen
RAID 0	Daten in Blöcken auf alle Platten verteilt (Striping). Schnell, aber ohne Schutz.	2	keine
RAID 1	Jede Platte enthält dieselben Daten (Spiegelung, Mirroring).	2	alle bis auf eine
RAID 5	Striping mit Parität (Parity), über alle Platten verteilt.	3	1 Platte
RAID 6	Striping mit doppelter Parität (Dual Parity).	4	2 Platten
RAID 10	Gespiegelte Paare, zusammen gestriped.	4	1 pro Spiegelpaar
JBOD / Spanning	Platten hintereinander zu einem Volume verbunden, ohne Schutz.	2	keine

Daneben gibt es Kombinationen wie RAID 50 und 60 sowie herstellereigene Varianten wie SHR bei Synology und RAID-Z bei ZFS.

Technisch: wie Parität funktioniert (Parity, XOR)

Bei RAID 5 ist der Paritätsblock das XOR der Datenblöcke im selben Stripe. Fällt eine Platte aus, ist ihr Block das XOR der übrigen Blöcke und der Parität. RAID 6 fügt einen zweiten, unabhängigen Prüfwert hinzu (meist Reed-Solomon, die Q-Parität), sodass sich zwei fehlende Blöcke berechnen lassen.

Beim Wiederaufbau (Rebuild) muss also jeder Block jeder verbleibenden Platte fehlerfrei gelesen werden. Ein einziger unlesbarer Sektor (Unrecoverable Read Error, URE) genügt, damit ein Block nicht neu berechnet werden kann.

RAID in einem NAS

Ein NAS ist ein kleiner Server mit mehreren Festplatten. Die meisten NAS-Geräte verwenden keine separate RAID-Karte, sondern Linux-Software-RAID, oft mit einer Volume-Verwaltung (Volume Manager) und einem Dateisystem (File System) darüber. Einige Beispiele:

Synology: Linux-Software-RAID (mdadm) mit LVM sowie ext4 oder Btrfs. SHR (Synology Hybrid RAID) kombiniert so Festplatten unterschiedlicher Größe.
QNAP: mdadm mit LVM und ext4; die QuTS-hero-Geräte verwenden ZFS.
TrueNAS und andere ZFS-Systeme: RAID-Z1, Z2 und Z3, mit einer, zwei oder drei Paritätsplatten.
Andere Marken wie Netgear ReadyNAS, WD oder Buffalo arbeiten ähnlich.

Für eine Wiederherstellung heißt das: Wir müssen nicht nur das RAID selbst rekonstruieren, sondern auch die Schichten darüber (LVM, Btrfs, ZFS), um an Ihre Dateien zu kommen. Das NAS-Gerät selbst brauchen wir dafür nicht.

Nutzt das RAID-Volume zusätzlich Deduplizierung (Deduplication), etwa die Windows-Server-Deduplizierung, ZFS-Dedup oder die einer Backup-Appliance, reicht es nicht, das RAID zu rekonstruieren: Auch die Deduplizierungsschicht muss wieder stimmen, bevor die Dateien lesbar werden (Deduplication Issues). Das ist ein typischer Fall mehrschichtiger Wiederherstellung.

Mehr zur mehrschichtigen Wiederherstellung und Deduplizierung →

Software-RAID oder Hardware-RAID?

Hardware-RAID

Ein separater Controller (zum Beispiel von Broadcom/LSI, Adaptec, HPE Smart Array oder Dell PERC) mit eigenem Prozessor und Cache, oft durch eine Batterie oder Flash-Speicher geschützt (BBU, Flash-Backed Write Cache). Die Konfiguration liegt in einem herstellereigenen Format vor.

Software-RAID

Das Betriebssystem verwaltet das RAID: mdadm unter Linux, ZFS, Windows-Speicherplätze oder dynamische Datenträger. Die Konfiguration ist besser lesbar, und die Platten sind nicht an einen Controller gebunden.

Firmware- oder „Fake“-RAID

Im BIOS des Mainboards eingerichtetes RAID, etwa Intel RST. Es wirkt wie Hardware-RAID, die Arbeit erledigt aber ein Treiber im Betriebssystem.

Für die Wiederherstellung spielt der Typ eine kleinere Rolle als oft gedacht: Wir rekonstruieren die Daten direkt von den Festplatten, unabhängig vom Controller oder Gerät.

Technisch: wo die RAID-Konfiguration liegt (Metadaten)

Linux-Software-RAID (mdadm) speichert auf jeder Platte einen Superblock: bei Version 1.2, dem Standard, 4 KiB nach dem Anfang der Platte oder Partition; bei den älteren Versionen 0.90 und 1.0 am Ende. Hardware-Controller verwenden das DDF-Format (Disk Data Format) oder ein eigenes Format, meist am Ende der Platte. Auch Intel RST (IMSM) legt seine Metadaten am Ende ab.

Wurden diese Metadaten überschrieben, etwa durch eine Neuinitialisierung des RAID, sind die Daten selbst meist noch vorhanden. Die Parameter müssen dann aus den Daten abgeleitet werden.

Warum ein RAID trotzdem ausfällt

Ein RAID schützt vor einem Defekt, in der Praxis sehen wir aber vor allem diese Ursachen:

Eine Festplatte ist schon vor Monaten ausgefallen, ohne dass es jemand bemerkt hat (Degraded Array). Fällt die zweite aus, ist der Schutz weg.
Eine zweite Festplatte fällt beim Wiederaufbau aus. Platten gleichen Alters und gleicher Serie werden dabei stark belastet.
Unlesbare Sektoren (Bad Sectors, URE) auf einer scheinbar „guten“ Platte, sodass der Wiederaufbau mittendrin abbricht.
Ein defekter Controller oder ein missglücktes Firmware-Update von Controller oder NAS.
Ein menschlicher Fehler: Platten in falscher Reihenfolge eingesetzt oder das RAID versehentlich neu angelegt.
Ransomware oder gelöschte Dateien: Das RAID tut dann genau, was es soll, und kopiert das Problem mit.

Ihr RAID oder NAS fällt aus: was nun?

Das sollten Sie tun

Schalten Sie das System aus, damit die Platten nicht weiter beschädigt werden.
Notieren Sie die Reihenfolge der Platten, zum Beispiel mit einem Etikett pro Schacht.
Notieren Sie, was passiert ist und welche Meldungen Sie gesehen haben.
Schicken Sie alle Platten ein, auch die als defekt gemeldeten.

Das sollten Sie lassen

Keinen Wiederaufbau (Rebuild) starten und keine Platte zwangsweise online setzen.
Kein neues RAID oder Volume anlegen und nichts initialisieren.
Kein chkdsk oder fsck laufen lassen.
Keine Platten zwischen Schächten tauschen und nichts darauf schreiben.

So stellen wir ein RAID wieder her

Eine Kopie jeder Platte. Wir arbeiten nie an den Originalplatten, sondern an einer vollständigen Kopie (Image, Sektor für Sektor) jeder Platte. So entsteht kein weiterer Schaden, und Sie können Ihr System bereits wieder aufbauen.
Defekte Platten zuerst reparieren. Ist eine Platte physisch beschädigt, öffnen und reparieren wir sie in unserem Class-1-Labor, bis sich eine brauchbare Kopie erstellen lässt.
Welche Platten zusammengehören (RAID-Set Discovery). Erhalten wir Platten aus mehreren RAID-Sets, Ersatzplatten (Hot Spares) oder Platten ohne Beschriftung, bestimmen wir zuerst, welche Platten zum selben Set gehören und welche Rolle jede spielt.
Die Parameter bestimmen. Reihenfolge der Platten (Disk Order), Blockgröße (Stripe Size), Paritätsrotation (Parity Rotation) und Startposition (Offset): Wir leiten sie aus den Daten selbst ab, unter anderem mit Entropieanalyse (Entropy Scanning). Ein funktionierender Controller ist nicht nötig.
Virtuell rekonstruieren. Wir bauen das RAID in Software nach, zusammen mit den Schichten des NAS oder Betriebssystems, bis das Dateisystem wieder lesbar ist.
Prüfen und liefern. Sie sehen die Liste der wiederhergestellten Dateien, bevor Sie bezahlen.

Technisch: die Parameter ableiten

Die Blockgröße (Stripe Size oder Chunk Size) liegt meist zwischen 16 KiB und 1 MiB; mdadm verwendet standardmäßig 512 KiB. Für RAID 5 gibt es verschiedene Paritätsanordnungen (Parity Layout), etwa left-symmetric, den Standard bei mdadm, und left-asymmetric oder right-symmetric.

Wir leiten sie aus erkennbaren Strukturen ab: Wo Partitionstabellen, Dateisystemstrukturen und Dateiköpfe (File Header) auf den einzelnen Platten landen, verrät die Reihenfolge der Platten, die Blockgröße und die Paritätsanordnung.

Die Entropieanalyse (Entropy Scanning) misst für jeden Block, wie zufällig die Daten sind. Komprimierte oder verschlüsselte Daten und Parität erzielen hohe Werte, leere Bereiche, Text und Dateisystemstrukturen niedrige. Wo diese Werte in festen Abständen wechseln, verraten sie die Blockgröße und die Lage der Parität, auch wenn keine erkennbaren Strukturen vorhanden sind.

Häufige Fragen zu RAID

Ist RAID dasselbe wie ein Backup?

Nein. RAID schützt vor dem Ausfall einer Festplatte. Gegen gelöschte Dateien, Ransomware, einen defekten Controller oder einen missglückten Wiederaufbau schützt es nicht. Dafür brauchen Sie ein separates Backup.

In meinem RAID 5 sind zwei Festplatten ausgefallen. Ist alles verloren?

Nicht unbedingt. Oft ist eine der ausgefallenen Platten noch teilweise lesbar, oder sie ist lange vor der anderen ausgefallen. Nach einer Analyse wissen wir, ob sich die Daten wiederherstellen lassen.

Muss ich den Controller oder das NAS mitschicken?

Nein, die Festplatten reichen. Wir rekonstruieren das RAID unabhängig vom Controller oder NAS. Schicken Sie aber alle Platten ein, auch die defekten, und notieren Sie die Reihenfolge.

Kann ich den Wiederaufbau nicht einfach selbst starten?

Sind alle anderen Platten gesund, kann das klappen. Ist noch eine schwache Platte dabei, kann der Wiederaufbau genau diese zum Ausfall bringen oder falsche Daten über gute schreiben. Im Zweifel: System ausschalten und zuerst eine Analyse anfragen.

Funktioniert das auch bei Synology, QNAP oder einem Server mit Hardware-RAID?

Ja. Wir stellen Software-RAID aus NAS-Geräten, Hardware-RAID von Server-Controllern sowie ZFS, Btrfs und LVM wieder her.

Was kostet eine RAID-Datenrettung?

Das hängt von der Anzahl der Platten, ihrem Zustand und dem Aufbau des Systems ab. Die Analyse ist kostenlos und unverbindlich: Sie erfahren, was los ist und was es kostet, bevor Sie etwas entscheiden.

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